[发明专利]带有分叉孔的多孔氧化铝薄膜滤光片及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种薄膜滤光片及制备方法，尤其是一种带有分叉孔的多孔氧化铝薄膜滤光片及其制备方法。

背景技术

波长位于0.8～1.2μm的短波红外线可透过人眼的角膜进入眼球，人眼吸收这个波段的红外线会导致白内障的产生，这种白内障被称为“红外线白内障”，国内外多见于玻璃、钢铁冶炼行业的工作人员。钢铁冶金企业高温作业环境的主要特点是强热辐射性高温，特别是钢铁冶炼、红钢热轧和中型烧结机是典型的红外热辐射接触作业。因此，制备具有滤光作用的护目镜对于保护工作人员的健康是非常必要的。

按滤光原理的不同，滤光片可分为吸收滤光片和干涉滤光片。吸收滤光片就是含有有色金属氧化物的有色玻璃，它对某些波段的光具有很强的吸收能力。干涉滤光片是利用光的干涉原理制成的滤光片。目前的干涉滤光片主要设计成多层膜系结构，它可透过特定波长的单色光，而其它偏离该特定波长的光则因干涉而被抵消掉。现今常见的干涉滤光片多为带通型，包括短波通型或长波通型，工艺基本上都是在基片上镀多层膜，这样不但对制备工艺的要求很高，且还会有老化的问题。

虽也有试图在膜层的构造上进行探索的，如在1990年5月2日公开的中国发明专利申请公开说明书CN 1041708A中披露的一种“多孔性阳极氧化铝薄膜”。它意欲提供一种用于过滤介质的不对称薄膜和该薄膜的合成方法。薄膜为多孔氧化铝薄膜，该氧化铝薄膜中的孔由孔径呈阶梯状递减的3层分叉通孔构成。合成方法为将金属铝片置于电解液中，通过两次降低阳极氧化的电压来生成多孔性的阳极氧化薄膜，以使氧化铝薄膜中形成粗孔分叉成细孔，细孔再分叉成更细的微孔这样3层的通孔结构。但是，这种薄膜和其合成方法存在着不足之处，首先，薄膜中孔的构造在垂直于膜面的方向上不具有周期性，使其仅适用于对颗粒或菌体的过滤，而不具有滤光的作用；其次，在两次降压的过程中，需采用不同的酸溶液对其进行氧化，使得过程繁杂，难以提高效率。

发明内容

本发明要解决的技术问题为克服上述各种技术方案的局限性，提供一种由直线型通孔和其孔壁上的分叉孔分别构成的主干层和分叉层呈周期性变化的带有分叉孔的多孔氧化铝薄膜滤光片。

本发明要解决的另一个技术问题为提供一种带有分叉孔的多孔氧化铝薄膜滤光片的应用。

本发明要解决的还有一个技术问题为提供一种带有分叉孔的多孔氧化铝薄膜滤光片的制备方法。

为解决本发明的技术问题，所采用的技术方案为：带有分叉孔的多孔氧化铝薄膜滤光片包括多孔氧化铝薄膜，特别是所述多孔氧化铝薄膜的孔为直线型通孔，所述直线型通孔的孔径为40～60nm，其孔壁上置有两层以上的分叉孔，所述分叉孔的孔径为20～40nm，其与直线型通孔间的夹角为50～70度，所述分叉孔间的直线型通孔构成的主干层和分叉孔构成的分叉层呈周期性变化，所述薄膜的厚度为60～180μm。

作为带有分叉孔的多孔氧化铝薄膜滤光片的进一步改进，所述的分叉孔为与直线型通孔的轴线对称的二分叉孔；所述的直线型通孔壁上的二分叉孔的层数为≥340层；所述的主干层的厚度为150～450nm，分叉层的厚度为40～70nm。

为解决本发明的另一个技术问题，所采用的另一个技术方案为：带有分叉孔的多孔氧化铝薄膜滤光片的应用包括滤光，特别是所述带有分叉孔的多孔氧化铝薄膜滤光片用于500～1500nm波段的光线的过滤。

作为带有分叉孔的多孔氧化铝薄膜滤光片的应用的进一步改进，所述的滤光片用于800～1200nm的短波红外线的过滤。

为解决本发明的还有一个技术问题，所采用的还有一个技术方案为：带有分叉孔的多孔氧化铝薄膜滤光片的制备方法包括阳极氧化法，特别是它是按以下步骤完成的：将铝片置于浓度为0.2～0.4M的酸溶液中，于弧齿波电压下阳极氧化至少5min，其中，弧齿波电压的波幅为22～50V、波前沿为45度、波周期为2.5～3.5min，制得带有分叉孔的多孔氧化铝薄膜滤光片。

作为带有分叉孔的多孔氧化铝薄膜滤光片的制备方法的进一步改进，所述的铝片的纯度为≥99.9％；所述的酸溶液为草酸溶液或磷酸溶液或硫酸溶液或其两种以上的混液；所述的于弧齿波电压下阳极氧化14～20h。